水質 采樣技術指導

1 主題內容與適用範圍 水質 采樣技術指導
本標準是采樣技術的基本原則指導，不包括詳細的采樣步驟。 本標準適用於開闊河流、封閉管道、開闊水體、底部沉積物及地下水采樣。 
本標準是為質量保證控製、水質特征分析、底部沉積物及汙泥在內的采樣技術指導，是為水汙染鑒彆得到可靠的數據而設計的。
2 水樣類型
2.1 概述
為了說明水質，要在規定的時間、地點或特定的時間間隔內測定水的一些參數。如無機物、溶解的礦物質或化學藥品、溶解氣體、溶解有機物、懸浮物以及底部沉積物的濃度。
某些參數，例如溶解氣體的濃度，應儘可能在現場測定以便取得準確的結果。
由於化學和生物樣品的采集、處理步驟和設備均不相同，樣品應分彆采集。
采樣技術要隨具體情況而定，分類在第3章中敘述。
2.2 瞬間水樣
從水體中不連續地隨機（就時間和地點而言）采集的樣品稱之瞬間水樣。
瞬間水樣無論是在水麵、規定深度或底層，通常均可手工采集，也可以用自動化方法采集。
在一般情況下，所采集樣品隻代表采樣當時和采樣點的水質，而自動采樣是相當於在預定選擇時間或流量間隔為基礎的一係列這種瞬間樣品。
下列情況適於瞬間采樣：
a.流量不固定、所測參數不恒定時（如采用混合樣，會因個彆樣品之間的相互反應而掩蓋了它們之間的差彆）；
b.不連續流動的水流，如分批排放的水；
c.水或廢水特性相對穩定時；
d.需要考察可能存在的汙染物，或要確定汙染物出現的時間；
e.需要汙染物*高值、*低值或變化的數據時；
f.需要根據較短一段時間內的數據確定水質的變化規律時；
g.需要測定參數的空間變化時，例如某一參數在水流或開闊水域的不同斷麵和（或）深度的變化情況；
h.在製定較大範圍的采樣方案前；
i.測定某些參數，例如溶解氣體、餘**、可溶性硫化物、微生物、油脂、有機物和pH時。
2.3 在固定時間間隔下采集周期樣品(取決於時間)
通過定時裝置在規定的時間間隔下自動開始和停止采集樣品。通常在固定的期間內抽取樣品，將一定體積的樣品注入各容器中。
手工采集樣品時，按上述要求采集周期樣品。
2.4 在固定排放量間隔下采集周期樣品(取決於體積)
當水質參數發生變化時，采樣方式不受排放流速的影響，此種樣品歸於流量比例樣品。例如，液體流量的單位體積(例如：10 000L)，所取樣品量是固定的，與時間無關。
2.5 在固定流速下采集連續樣品(取決於時間或時間平均值)
在固定流速下采集的連續樣品，可測得采樣期間存在的全部組分，但不能提供采樣期間各參數濃度的變化。
2.6 在可交流速下采集的連續樣品(取決於流量或與流量成比例)
采集流量比例樣品代表水的整體質量、即便流量和組分都在變化，而流量比例樣品同樣可以揭示利用瞬間樣品所觀察不到的這些變化。因此，對於流速和待測汙染物濃度都有明顯變化的流動水，采集流量比例樣品是一種**的采樣方法。
2.7 混合水樣
在同一采樣點上以流量、時間、體積或是以流量為基礎，按照已知比例(間歇的或連續的)混合在一起的樣品，此樣品稱之混合水樣。
混合水樣可自動或手工采集。
混合水樣是混合幾個單獨樣品，可減少分析樣品，節約時間，降低消耗。
混合樣品提供組分的平均值，因此在樣品混合之前，應驗證這些樣品參數的數據，以確保混合後樣品數據的準確性。樣品在混合其中待測成分或性質發生明顯變化時，則不能采用混合水樣，要采取單樣儲存方式。
下列情況適於混合水樣：
a.需測定平均濃度時；
b.計算單位時間的質量負荷；
c.為估價特殊的、變化的或不規則的排放和生產運轉的影響。
2.8 綜合水樣
為了某種目的，把從不同采樣點同時采得的瞬間水樣混合為一個樣品(時間應儘可能接近，以便得到所需要的數據)，這種混合樣品稱作綜合水樣。
下列情況適乾綜合水樣：
a.為了評價出平均組分或總的負荷，如一條江河或河川上，水的成分沿著江河的寬度和深度而變化時，采用能代表整個橫斷麵上各點和它們的相對流量成比例的混合樣品；
b.幾條廢水渠道分彆進入綜合處理廠時。
因為幾股廢水相互反應，可能對可處理性及其成分產生明顯的作用。對其相互作用的數學預測可能不正確或不可能時，綜合水樣能提供更加有用的資料。
天然和人工湖泊或江河常顯示出空間分布的變化，在多數情況下，總值或平均值的變化都不特彆明顯，而局部的變化顯得更為重要。在這種情況下檢驗單樣比檢驗綜合水樣更為有效。
3 采樣類型 水質 采樣技術指導
3.1 開闊河流的采樣
監測開闊河流水質采樣時，應包括下列幾個基本點：
a.用水地點的采樣；
b.汙水流入河流後，應在充分混合的地點以及流入前的地點采樣；
c.支流合流後，對充分混合的地點及混合前的主流與支流地點的采樣； 
d.主流分流後地點的采樣；
e.根據其他需要設定的采樣地點。
各采樣點原則上規定橫過河流不同地點的不同深度采集定點樣品。
采樣時，一般選擇采樣前連續晴天，水質較穩定的日子（特殊需要除外）。
采樣時間是在考慮人們的活動、工廠企業的工作時間及汙染物質流到的時間的基礎上確定的。另外，在潮汐區，應考慮潮的情況，確定把水質*壞的時刻包括在采樣時間內。
3.2 封閉管道的采樣 水質 采樣技術指導
在封閉管道中采樣，也會遇到與開闊河流采樣中所出現的類似問題。采樣器探頭或采樣管應妥善地放在進水的下遊，采樣管不能靠近管壁。湍流部位，例如在“T”形管、彎頭、閥門的後部，可充分混合，一般作為*佳采樣點，但是對於等動力采樣（即等速采樣）除外。
3.3 開闊水體的采樣
開闊水體，由於地點不同和溫度的分層現象可引起水質很大的差異。
在調查水質狀況時，應考慮到成層期與循環期的水質明顯不同。了解循環期水質，可采集表層水樣；了解成層期水質，應按深度分層采樣。
在調查水域汙染狀況時，需進行綜合分析判斷，抓住基本點（如廢水流入前、流入後充分混合的地點，用水地點，流出地點等有些可參照開闊河流的采樣情況，但不能等同而論），以取得代表性水樣。
采樣時，一般選擇采樣前連續晴天，水質穩定的日子（特殊需要除外）。
3.4 底部沉積物采樣 水質 采樣技術指導
沉積物可用抓鬥、采泥器或鑽探裝置采集。
典型的沉積過程一般會出現分層或者組分的很大差彆。此外，河床高低不平以及河流的局部運動都會引起各沉積層厚度的很大變化。
采泥地點除在主要汙染源附近、河口部位外，應選擇由於地形及潮汐原因造成堆積以及底泥惡化的地點。另外也可選擇在沉積層較薄的地點。
在底泥堆積分布狀況未知的情況下，采泥地點要均衡地設置。在河口部分，由於沉積物堆積分布容易變化，必須適當增設采樣點。采泥方法，原則在同一地方稍微變更位置進行采集。
混合樣品可由采泥器或者抓鬥采集。需要了解分層作用時，可采用鑽探裝置。
在采集沉積物時，不管是岩芯還是規定深度沉積物的代表性混合樣品，必須知道樣品的性質，以便正確地解釋這些分析或檢驗。此外，如對底部沉積物的變化程度及其性質難予預測或根本不可能知道時，應適當增設采樣點。
采集單獨樣品，不僅能得到沉積物變化情況，還可以繪製組分分布圖，因此，單獨樣品比混合樣品的數據更有用。
第5章提供的樣品容器也適用於沉積物樣品的存放，一般均使用廣口容器。由於這種樣品含有大量的水分，因此要特彆注意容器的密封。
3.5 地下水的采樣 水質 采樣技術指導
地下水可分為上層滯水、潛水和承壓水。
上層滯水的水質與地表水的水質基本相同。
潛水含水層通過包氣帶直接與大氣圈、水圍相通，因此其具有季節性變化的特點。
承壓水地質條件不同於潛水。其受水文、氣象因素直接影響小，含水層的厚度不受季節變化的支配，水質不易受人為活動汙染。采集樣品時，一般應考慮的一些因素：
a.地下水流動緩慢，水質參數的變化率小；
b.地表以下溫度變化小，因而當樣品取出地表時，其溫度發生顯著的變化，這種變化能改變化學反應速度，倒轉土壤中陰陽離子的交換方向，改變微生物生長速度；
c.由於吸收二氧化碳和隨著堿性的變化，導致PH值改變，某些化合物也會發生氧化作用； 
d.某些溶解於水的氣體如硫化氫，當將樣品取出地表時，極易揮發； 
e. 有機樣品可能會受到某些因素的影響，如采樣器材料的吸收、汙染和揮發性物質的逸失； 
f.土壤和地下水可能受到嚴重的汙染，以至影響到采樣工作人員的健康和**。
從一個監測井采得的水樣隻能代表一個含水層的水平向或垂直向的局部情況，而不能像對地表水那樣可以在水係的任何一點采樣。因為那樣做很困難，又要耗費大量資金。
如果采樣目的隻是為了確定某特定水源中有冇有汙染物，那麼隻需從自來水管中采集水樣。當采樣的目的是要確定某種有機汙染物或一些汙染物的水平及垂直分布，並做出相應的評價，那麼需要組織相當的人力物力進行研究。
對於區域性的或大麵積的監測，可利用已有的井、果或者就是河流的支流，但是，它們要符合監測要求，如果時間很緊迫，則隻有選擇有代表性的一些采樣點。但是，如果汙染源很小，如填埋廢渣、鹹水湖，或者是汙染物濃度很低，比如含有機物，那就極有必要設立專門的監測井。這些增設的井的數目和位置取決於監測的目的，含水層的特點，以及汙染物在含水層內的遷移情況。
如果潛在的汙染源在地下水位以上，則需要在包氣帶采樣，以得到對地下水威脅的真實情況。除了**化物、硝酸鹽和硫酸鹽，大多數汙染物都能吸附在包氣帶的物質上，並在適當的條件下遷移。因此很有可能采集到已存在汙染源很多年的地下水樣，而且觀察不到新的汙染，這就會給人以**的錯覺，而實際上汙染物正一直以極慢的速度通過包氣帶向地下水遷移。另外還應了解水文方麵的地質數據和地質狀況及地下水的本底情況。
另外采集水樣還應考慮到：靠近井壁的水的組成幾乎不能代表該采樣區的全部地下水水質，因為靠近井的地方可能有鑽井汙染，以及某些重要的環境條件，如氧化還原電位，在近井處與地下水承載物質的周圍有很大的不同。所以，采樣前需抽取適量本。
3.6 降水的采樣 水質 采樣技術指導
準確地采集降水樣品是十分困難的，在降水前，必須蓋好采樣器，隻在降水真實出現之後才打開。每次降水取全過程水樣（降水開始到結束）。采集樣品時，應避開汙染源，四周應無遮擋雨、雪的高大樹木或建築物以便取得準確的結果。
4 采樣設備
4.1 供測定物理或化學性質的采樣設備
4.1.1 瞬間非自動采樣設備
4.1.1.1 概述 水質 采樣技術指導
瞬間樣品一般采集表層樣品時，用吊桶或廣口瓶沉入水中，待注滿水後，再提出水麵。
對於分層水選定深度的定點采樣建議按4.1.1.3條中敘述的方法.如果隻需要了解水體其一垂直斷麵的平均水質，可按4.1.1.2條中敘述的綜合深度法采樣。
4.1.1.2 綜合深度采樣設備
綜合深度法采樣需要一套用以夾住瓶子並使之沉入水中的機械裝置。配有重物的采樣瓶以均勻的速度沉人水中，同時通過注入孔使整個垂直斷麵的各層水樣進入采樣瓶。
為了在所有深度均能采得等分的水樣，采樣瓶沉降或提升的速度應隨深度的不同作出相應的變化，或者采樣瓶具備可調節的注孔，用以保持在水壓變化的情況下，注水流量恒定。
無上述采樣設備時，可采用排空式采樣器，分彆采集每層深度的樣品，然後混合。
排空式采樣器是一種手動、簡便易行的采樣器。此采樣器是兩端開口，側麵帶刻度、溫度計的玻璃或塑料的圓筒式，下側端接有一膠管，底部加重物的一種裝置。頂端與底端各有同向向上開啟的兩個半圓蓋子，當采樣器沉入水中時，兩端各自的兩個半圓蓋子隨之向上開啟，水不停留在采樣器中，到達預定深度上提，兩端半圓蓋子隨之蓋住，即取到所需深度的樣品。（上述排空式采樣器隻是其中一種，其他隻要能達到同等效果的采樣器，均可使用。) 
4.1.1.3 選定深度定點采樣設備
將配有重物的采樣瓶口塞住，沉入水中，當采樣瓶沉到選定深度時，打開瓶塞，瓶內充滿水樣後又塞上。對於特殊要求的樣品（例如溶解氧）此法不適用。
對於特殊要求的樣品，可采用顛倒式采水器，排空式采水器等。
采集分層水的樣品，也可采用4.1.1.2條中所述排空式采水器，取得垂直斷麵的樣品。
4.1.1.4 采集沉積物的抓鬥式采泥器
用自身重量或杠杆作用設計的深入泥層的抓鬥式來泥器，其設計的特點不一，包括彈簧製動、重力或齒板鎖合方法，這些要隨深入泥層的狀況而不同，以及隨所取樣品的規模和麵積而異。因此，所取樣品的性質受下列因素的影響：
a.貫穿泥層的深度；
b.齒板鎖合的角度；
c.鎖合效率（避免物體障礙的能力）；
d.引起擾動和造成樣品的流失或者在泥水界麵上沙掉樣品組分或生物體；
e.在急流中樣品的穩定性。
在選定采泥器時，對生境、水流情況、采樣麵積以及可使用的船隻設備均應考慮。
4.1.1.5 抓鬥式挖鬥 水質 采樣技術指導
抓鬥式挖鬥與地麵挖鬥設備很相似。它們是通過一個吊杆操作將其沉降到選定的采樣點上，采集較大量的混合樣品，所采集到的樣品比使用采泥器更能吃確地代表所選定的采樣地點的情況。
4.1.1.6 岩芯采樣器
岩芯采樣器可采集沉積物垂直剖麵樣品。采集到的岩芯樣品不具有機械強度，從采樣器上取下樣品時應小心保持泥樣縱向的完整性，以便得到各層樣品。
4.1.2 自動采樣設備
4.1.2.1 非比例自動采樣器 水質 采樣技術指導
a.非比例等時不連續自動采樣器
按設定采樣時間間隔與儲樣順序，自動將定量的水樣從指定采樣點分彆采集到采樣器的各儲樣容器中。
b.非比例等時連續自動采樣器
按設定采樣時間間隔與儲樣順序，自動將定量的水樣從指定采樣點分彆連續采集到采樣器的各儲樣容器中。
c.非比例連續自動采樣器
自動將定量的水樣從指定采樣點連續采集到采樣器的儲樣容器中。
d.非比例等時混合自動采樣器
按設定采樣時間間隔，自動將定量的水樣從指定采樣點采集到采樣器的混合儲樣容器中。
e.非比例等時順序混合自動采樣器
按設定采樣時間間隔與儲樣順序，並按設定的樣品個數，自動將定量的水樣從指定采樣點分彆采集到采樣器的各混合儲樣容器中。
此種采樣器應具有在單個儲樣容器中收集2～10次混合樣的功能。
4.1.2.2 比例自動采樣器
a.比例等時混合自動采樣器 水質 采樣技術指導
按設定采樣時間間隔，自動將汙水流量成比例的定量水樣從指定采樣點采集到采樣器中的混合樣品容器中。
b.比例不等時混合自動采樣器
每排放一設定體積汙水，自動將定量水樣從指定采樣點采集到采樣器中的混合樣品容器中。 
c.比例等時連續自動采樣器 
按設定采樣時間間隔，與汙水排放流量成一定比例，連續將水樣從指定采樣點分彆采集到采樣器中的各儲樣容器中。 
d.比例等時不連續自動采樣器 
按設定采樣時間間隔與儲樣順序，自動將與汙水流量成比例的定量水樣從指定采樣點分彆采集到采樣器中的各儲樣容器中。
e.比例等時順序混合自動采樣器
按設定采樣時間間隔與儲樣順序，並按設定的樣品個數，自動將與汙水流量成比例的定量水樣從指定采樣點分彆采集到采樣器中的各混合樣品容器中。
4.2 采集生物特性樣品的設備
4.2.1 概述 水質 采樣技術指導
有些生物測定如同理化分析的采樣情況一樣，可在現場完成。但是絕大多數樣品須送回實驗室檢驗。一些采樣設備可以人工進行（通過潛水員）或自動化的遙測觀察。以及采集某些生物種類或生物群體。
本節中敘述的采樣範圍主要涉及常規使用的簡單設備。
采集生物樣品的容器，*理想的是廣口瓶。廣日瓶的瓶口直徑*好是接近廣口瓶體直徑，瓶的材質為塑料或玻璃的。
4.2.2 浮遊生物
4.2.2.1 浮遊植物
采樣技術和設備類似於檢測水中化學品采集的瞬間和定點樣品中敘述的那些內容。在大多數湖泊調查中，使用容積為1～3L的瓶子或塑料桶，用4.1.1.3條中的采樣裝置采集。定量檢測浮遊植物，不宜使用網具采集。
4.2.2.2 浮遊動物
采集浮遊動物需要大量樣品（多達10L）。采集浮遊動物樣品時，使用纜繩操縱水樣（見4.1.1.3）外，還可以用計量浮遊生物的尼龍網，所使用網格的規格取決於檢驗的浮遊動物種類。
4.2.3 底棲生物
4.2.3.1 水生附著生物 水質 采樣技術指導
對於定量地采集水生附著生物，用標準顯微鏡載玻片（直徑為25mm×75mm）*適宜。為適宜兩種不同的水棲處境，載玻片要求兩種形式的底座支架。
在小而淺的河流中，或者湖泊沿岸地區，水質比較清澈，載玻片裝在架子上或安置在固定於底部的櫃架上。在大的河流或湖泊中部水質比較混濁，載玻片可固定在聚丙烯塑料製成的櫃架上，該架子的上端處連接聚苯乙烯泡沫塊，使其能漂浮於水中。
載玻片在水中暴露一定的時間。（視水質情況自定時間，一般在水中暴露二周左右。）
注：載玻片在水中暴露的時間不是固定的，應視附著情況而定。如水質比較混濁，暴露時間相同，附著的生物過多，影響鏡檢。
4.2.3.2 大型水生植物
對於定性采樣，采樣設備根據具體情況，隨水的深度而變，在淺水中，可用園林耙具，對較深的水，可使用采泥器，目前在潛水探查中已開始使用配套的水下呼吸器（簡稱SCUBA）。
定量采樣，除確定采樣地區已定，或大型水生植物已測定過，或者在其他方麵已評價過，可采用類似上述的技術。
4.2.3.3 大型無脊椎動物
當前使用的采樣設備，還不能提供所有生境類型的定量數據。通常局限於某一指定的水域內采樣。在某些情況下，要求化驗人員主要依靠定性采樣，分析這些樣品需要大量的重複樣品和時間。
在進行底棲生物的對照調查中，必須認真地記錄不同采樣點之間自然生境差彆的影響。然而，由於采樣技術和適用的設備都很不相同，因此對調查的生境類型相對地不做限製。使用何種形式采樣器取決於很多參數——水的深度、流量、底質的理化性質等等。
采集大型無脊椎動物使用的設備為：
a.抓鬥和采泥器； 水質 采樣技術指導
b.手柄網；
c.圓筒和箱式采樣器；
d.鑽探設備（供沉積物采樣）；
e.氣動抽水器；
f.人工基質；
g.徑流網(drift nets)。
4.2.4 魚
捕集魚類采用活動的或不活動的兩種方法。活動的采樣方法包括使用拉網、拖網、電子捕魚法、化學藥品以及魚鉤和鉤繩。不活動的采樣方法包括陷捕法(如刺網、細網)和誘捕法(如攔網、陷井岡等)。魚類的遷移性和魚類的“迅速補充”(即魚群的高速增長)使用的采樣設備對魚類的定性和定量檢驗產生了一定局限性。
4.3 采集微生物的設備
**玻璃瓶或塑料瓶適用采集大多數樣品。在湖泊、水庫的水麵以下較深的地點采樣時，可使用深水采樣裝置(4.1.1.3條中)。
所有使用的儀器包括泵及其配套設備，必須完全不受汙染，並且設備本身也不可引人新的微生物。采樣設備與容器不能用水樣衝洗。
4.4 采集放射性特性樣品的設備
對采集水和廢水化學組分的采樣技術和設備一般適用於放射性測定。
一般物理、化學分析用的硬質玻璃和聚乙烯塑料瓶適用於放射性核素分析。但要針對檢驗核素存在的形態選取合適的取樣容器(例如測量總α、總β放射性可用聚乙烯瓶，測定氚，隻能使用玻璃容器)。取樣之前，應將樣品瓶洗淨涼乾。
采集水樣時，則儘量防止放射性核素吸附在容器表麵而損失(例如用待測核素的穩定同位素浸泡**以上)。
5 樣品容器和輔助設備
下列提供的資料有助於一般采樣過程中采樣容器的選擇。
5.1 材料
為評價水質，需對水中化學組分(待測物)進行分析，其濃度範圍從痕量以下、微量至大量。另外，組分之間的相互作用、光分解等，應縮短存放時間及對光、熱暴露的限製等。還應考慮生物活性。*常遇到的是清洗容器不當，及容器自身材料對樣品的汙染和容器壁上的吸附作用。
在選擇采集和存放樣品的容器時，還包括一些其他因素，比如對溫度急劇變化、抗破裂性、密封性能、重複打開的情形、體積、形狀、質量供應狀況、價格、清洗和重複使用的可行性等。
大多數台無機物的樣品，多采用由聚乙烯、氟塑料和碳酸脂製成的容器。常用的高密度聚乙烯，適合於水中二氧化矽鈉、總堿度、**化物、比電導率、pH和硬度的分析。對光敏物質可使用棕色玻璃瓶。不鏽鋼可用於高溫或高壓的樣品，或用於微量有機物的樣品。
一般玻璃瓶用於有機物和生物品種。塑料容器適用於放射性核素和含屬於玻璃主要成分的元素水樣。采樣設備經%